KR20200027430A - Substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device.
기판 처리 장치는, 세로 방향으로 배치된 복수의 기판을 처리하는 처리로를 갖는 처리 모듈을 구비한다. 이와 같은 종류의 기판 처리 장치에 있어서, 복수의 처리 모듈을 구비하는 기판 처리 장치가 제안되어 있다(일본 특허 공개 제2016-9724호 공보, 미국 특허 제6902624호 명세서).The substrate processing apparatus includes a processing module having a processing path for processing a plurality of substrates arranged in the vertical direction. In this type of substrate processing apparatus, a substrate processing apparatus having a plurality of processing modules has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-9724, US Patent No. 6902624).
제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈을 포함하는 기판 처리 장치에 있어서, 각각의 처리 모듈에 의해 기판 위에 동일한 막을 생성한 경우, 복수의 처리 모듈 사이에 있어서 생성된 막의 품질이 상이한 경우가 있었다.In the substrate processing apparatus including the first processing module and the second processing module, when the same film is formed on the substrate by each processing module, there is a case where the quality of the film produced between the plurality of processing modules is different.
본 개시의 과제는, 제1 및 제2 처리 모듈에 있어서, 동일한 막을 생성하는 경우, 제1 및 제2 처리 모듈 사이에 있어서, 생성된 막의 품질을 동등하게 하는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.An object of the present disclosure is to provide a technique capable of equalizing the quality of the produced film between the first and second processing modules when the same film is produced in the first and second processing modules.
그 밖의 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다Other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기하는 바와 같다.Brief description of the representative ones of the present disclosure is as follows.
일 형태에 의하면, 세로 방향으로 배치된 복수의 기판을 처리하는 제1 처리실을 갖는 제1 처리 모듈과,According to one aspect, a first processing module having a first processing chamber for processing a plurality of substrates arranged in a vertical direction,
상기 제1 처리실에 인접하여 배치되어, 세로 방향으로 배치된 복수의 기판을 처리하는 제2 처리실을 갖는 제2 처리 모듈과,A second processing module disposed adjacent to the first processing chamber and having a second processing chamber for processing a plurality of substrates arranged in a vertical direction;
상기 제1 처리실 내를 배기하는 제1 배기계가 수납된 제1 배기 박스와,A first exhaust box containing a first exhaust system for exhausting the inside of the first processing chamber;
상기 제2 처리실 내를 배기하는 제2 배기계가 수납된 제2 배기 박스와,A second exhaust box containing a second exhaust system for exhausting the inside of the second processing chamber;
상기 제1 및 제2 처리실 내에 공급하는 복수의 처리 가스의 유로 또는 유량 중 적어도 한쪽을 제어하는 공통 공급 박스와,A common supply box for controlling at least one of a flow path or a flow rate of a plurality of process gases supplied to the first and second processing chambers;
상기 공통 공급 박스로부터의 가스관을, 상기 제1 처리실로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제1 밸브군과,A first valve group that connects a gas pipe from the common supply box to the first processing chamber so that a communication state can be controlled;
상기 공통 공급 박스로부터의 가스관을, 상기 제2 처리실로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제2 밸브군을 포함하고,And a second valve group connecting the gas pipe from the common supply box to the second processing chamber so that the communication state can be controlled.
상기 제1 및 제2 처리 모듈에 있어서, 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스를 반복하는 처리를, 시간을 어긋나게 하여 병행하여 행하고,In the first and second processing modules, in order to produce the same film, a process of repeating a substantially same gas supply sequence is performed in parallel with shifting time,
상기 어긋남 시간은, 상기 복수의 처리 가스 중 특정한 가스의 공급 타이밍이, 먼저 처리를 개시한 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 한쪽의 가스 공급 시퀀스와 겹치지 않도록, 나중에 처리를 개시하는 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 다른 쪽의 가스 공급 시퀀스를 늦추는 방법에 의해 결정되는 기술이 제공된다.The shift time is such that the first and later processing starts so that the supply timing of a specific gas among the plurality of processing gases does not overlap with one gas supply sequence of the first and second processing modules that have started processing first. A technique provided by a method of slowing down the gas supply sequence on the other side of the second processing module is provided.
본 개시에 의하면, 제1 및 제2 처리 모듈 사이에 있어서, 생성된 막의 품질을 동등하게 할 수 있다.According to the present disclosure, the quality of the produced film can be made equal between the first and second processing modules.
도 1은 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 3은 실시 형태에서 적합하게 사용되는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 4는 실시 형태에서 적합하게 사용되는 처리로의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 5는 실시 형태에서 적합하게 사용되는 처리 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 횡단면도이다.
도 6a는 컨트롤러에 의한 레시피의 제어예를 설명하는 도면이다.
도 6b는 컨트롤러에 의한 레시피의 제어예를 설명하는 도면이다.
도 6c는 컨트롤러에 의한 레시피의 제어예를 설명하는 도면이다.
도 7은 컨트롤러에 의한 레시피의 다른 제어예를 설명하는 도면이다.
도 8은 어긋남양을 결정하는 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
도 9는 변형예 1에 관한 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 10은 변형예 2에 관한 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 11은 변형예 3에 관한 가스 공급계를 나타내는 도면이다.1 is a top view schematically showing an example of a substrate processing apparatus suitably used in the embodiment.
2 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a substrate processing apparatus suitably used in the embodiment.
3 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a substrate processing apparatus suitably used in the embodiment.
4 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a processing furnace suitably used in the embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a processing module suitably used in the embodiment.
It is a figure explaining the control example of a recipe by a controller.
It is a figure explaining the control example of a recipe by a controller.
It is a figure explaining the control example of a recipe by a controller.
It is a figure explaining another control example of a recipe by a controller.
8 is a view showing a processing flow for determining the amount of misalignment.
9 is a top view schematically showing an example of the substrate processing apparatus according to Modification Example 1. FIG.
10 is a top view schematically showing an example of a substrate processing apparatus according to Modification Example 2;
11 is a view showing a gas supply system according to Modification Example 3.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 전체 도면 중, 동일 또는 대응하는 구성에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 후술하는 수납실(9)측을 정면측(전방측), 후술하는 반송실(6A, 6B)측을 배면측(후방측)이라 한다. 또한, 후술하는 처리 모듈(3A, 3B)의 경계선(인접면)을 향하는 측을 내측, 경계선으로부터 이격되는 측을 외측이라 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of non-limiting example of this invention is described, referring drawings. In the whole drawings, the same or corresponding reference numerals are given to the same or corresponding structures, and overlapping descriptions are omitted. In addition, the
본 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(2)는 반도체 장치(디바이스)의 제조 방법에 있어서의 제조 공정의 일 공정으로서 열처리 등의 기판 처리 공정을 실시하는 종형 기판 처리 장치(이하, 처리 장치라고 칭함)(2)로서 구성되어 있다.In the present embodiment, the
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 처리 장치(2)는 인접하는 두 처리 모듈(3A, 3B)을 포함하고 있다. 처리 모듈(3A)은 처리로(4A)와 반송실(6A)에 의해 구성된다. 처리 모듈(3B)은 처리로(4B)와 반송실(6B)에 의해 구성된다. 처리로(4A, 4B)의 하방에는, 반송실(6A, 6B)이 각각 배치되어 있다. 반송실(6A, 6B)의 정면측에 인접하여, 웨이퍼 W를 이동 탑재하는 이동 탑재기(7)를 포함하는 이동 탑재실(8)이 배치되어 있다. 이동 탑재실(8)의 정면측에는, 웨이퍼 W를 복수매 수납하는 포드(후프)(5)를 수납하는 수납실(9)이 연결되어 있다. 수납실(9)의 전체면에는 I/O포트(22)가 설치되어, I/O포트(22)를 통하여 처리 장치(2) 내외에 포드(5)가 반출입된다.1 and 2, the
반송실(6A, 6B)과 이동 탑재실(8)의 경계벽(인접면)에는, 게이트 밸브(90A, 90B)가 각각 설치된다. 이동 탑재실(8) 내 및 반송실(6A, 6B) 내에는 압력 검지기가 각각 설치되어 있고, 이동 탑재실(8) 내의 압력은, 반송실(6A, 6B) 내의 압력보다도 낮아지도록 설정되어 있다. 또한, 이동 탑재실(8) 내 및 반송실(6A, 6B) 내에는 산소 농도 검지기가 각각 설치되어 있고, 이동 탑재실(8A) 내 및 반송실(6A, 6B) 내의 산소 농도는 대기 중에 있어서의 산소 농도보다도 낮게 유지되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 탑재실(8)의 천장부에는, 이동 탑재실(8) 내에 클린 에어를 공급하는 클린 유닛(62C)이 설치되어 있고, 이동 탑재실(8) 내에 클린 에어로서, 예를 들어 불활성 가스를 순환시키도록 구성되어 있다. 이동 탑재실(8) 내를 불활성 가스에 의해 순환 퍼지함으로써, 이동 탑재실(8) 내를 청정한 분위기로 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 이동 탑재실(8) 내에 반송실(6A, 6B) 내의 파티클 등이 혼입되는 것을 억제할 수 있고, 이동 탑재실(8) 내 및 반송실(6A, 6B) 내에서 웨이퍼 W 위에 자연 산화막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
처리 모듈(3A) 및 처리 모듈(3B)은 동일한 구성을 포함하기 때문에, 이하에서는, 대표하여 처리 모듈(3A)에 대해서만 설명한다.Since the
도 4에 도시된 바와 같이, 처리로(4A)는 원통 형상의 반응관(10A)과, 반응관(10A)의 외주에 설치된 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(12A)를 포함한다. 반응관은, 예를 들어 석영이나 SiC에 의해 형성된다. 반응관(10A)의 내부에는, 기판으로서의 웨이퍼 W를 처리하는 처리실(14A)이 형성된다. 반응관(10A)에는, 온도 검출기로서의 온도 검출부(16A)가 설치된다. 온도 검출부(16A)는 반응관(10A)의 내벽에 따라 세워 설치되어 있다.As shown in Fig. 4, the
기판 처리에 사용되는 가스는, 가스 공급계로서의 가스 공급 기구(34)에 의해 처리실(14A) 내에 공급된다. 가스 공급 기구(34)가 공급하는 가스는, 성막될 막의 종류에 따라 바꿀 수 있다. 여기에서는, 가스 공급 기구(34)는 원료 가스 공급부, 반응 가스 공급부 및 불활성 가스 공급부를 포함한다. 가스 공급 기구(34)는 후술하는 공급 박스(72)에 수납되어 있다. 또한, 공급 박스(72)는 처리 모듈(3A, 3B)에 대해 공통으로 마련되므로, 공통 공급 박스로 간주된다.The gas used for the substrate processing is supplied into the
제1 가스 공급부인 원료 가스 공급부는, 가스 공급관(36a)을 포함하고, 가스 공급관(36a)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(38a) 및 다이어프렘 밸브 등의 개폐 밸브인 밸브(41a, 40a)가 마련되어 있다. 가스 공급관(36a)은 매니폴드(18)의 측벽을 관통하는 노즐(44a)에 접속된다. 노즐(44a)은 반응관(10A) 내에 상하 방향을 따라서 세워 설치되고, 보트(26)에 보유 지지되는 웨이퍼 W를 향하여 개구되는 복수의 공급 구멍이 형성되어 있다. 노즐(44a)의 공급 구멍을 통하여 웨이퍼 W에 대해 원료 가스가 공급된다.The raw material gas supply unit, which is the first gas supply unit, includes a
이하, 마찬가지의 구성에 의해, 제2 가스 공급부인 반응 가스 공급부로부터는, 공급관(36b), MFC(38b), 밸브(41b), 밸브(40b) 및 노즐(44b)을 통하여, 반응 가스가 웨이퍼 W에 대해 공급된다. 불활성 가스 공급부로부터는, 공급관(36c, 36d), MFC(38c, 38d), 밸브(41c, 41d), 밸브(40c, 40d) 및 노즐(44a, 44b)을 통하여, 웨이퍼 W에 대해 불활성 가스가 공급된다. 노즐(44b)은 반응관(10A) 내에 상하 방향을 따라서 세워 설치되고, 보트(26)에 보유 지지되는 웨이퍼 W를 향하여 개구되는 복수의 공급 구멍이 형성되어 있다. 노즐(44b)의 공급 구멍을 통하여 웨이퍼 W에 대해 원료 가스가 공급된다.Hereinafter, with the same configuration, the reaction gas is a wafer from the reaction gas supply portion, which is the second gas supply portion, through the
또한, 가스 공급 기구(34)에는, 반응 가스, 원료 가스 또는 기판 처리에 직접 기여하지 않는 불활성 가스나 클리닝 가스를 웨이퍼 W에 대해 공급하기 위해서, 제3 가스 공급부도 마련되어 있다. 제3 가스 공급부로부터는, 공급관(36e), MFC(38e), 밸브(41e), 밸브(40e) 및 노즐(44c)을 통하여, 반응 가스가 웨이퍼 W에 대해 공급된다. 불활성 가스 공급부로부터는, 공급관(36f), MFC(38f), 밸브(41f), 밸브(40f) 및 노즐(44c)을 통하여, 웨이퍼 W에 대해 불활성 가스 또는 클리닝 가스가 공급된다. 노즐(44c)은 반응관(10A) 내에 상하 방향을 따라서 세워 설치되고, 보트(26)에 보유 지지되는 웨이퍼 W를 향하여 개구되는 복수의 공급 구멍이 형성되어 있다. 노즐(44c)의 공급 구멍을 통하여 웨이퍼 W에 대해 원료 가스가 공급된다.In addition, the
반응관(10A) 내에는, 세개의 노즐(44a, 44b, 44c)이 마련되어 있고, 반응관(10A) 내에, 3종류의 원료 가스를 소정의 순서로, 또는 소정의 주기로 공급하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 반응관(10A) 내의 노즐(44a, 44b, 44c)에 접속되는 밸브(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)는, 최종 밸브로 되어, 후술되는 최종 밸브 설치부(75A)에 마련되어 있다. 마찬가지로, 반응관(10B) 내에는, 세개의 노즐(44a, 44b, 44c)이 마련되어 있고, 반응관(10B) 내에, 3종류의 원료 가스를 소정의 순서로, 또는 소정의 주기로 공급하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 반응관(10B) 내의 노즐(44a, 44b, 44c)에 접속되는 밸브(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)는 최종 밸브로 되어, 후술되는 최종 밸브 설치부(75B)에 마련되어 있다.In the
밸브(41a 내지 41f)의 출력측의 복수의 가스관(35)은 밸브(41a 내지 41f)와 밸브(40a 내지 40f) 사이에서, 반응관(10A)의 밸브(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) 각각에 접속되는 복수의 가스 분배관(35A)과, 반응관(10B)의 밸브(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)의 각각에 접속되는 복수의 가스 분배관(35B)에 분기된다. 복수의 가스관(35)은 반응관(10A, 10B)에 대한 공통의 가스관으로 간주할 수 있다.The plurality of
매니폴드(18A)에는, 배기관(46A)이 장착되어 있다. 배기관(46A)에는, 처리실(14A) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(48A) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(50A)를 통하여, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(52A)가 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 처리실(14A) 내의 압력을 처리에 따른 처리 압력으로 할 수 있다. 주로, 배기관(46A), APC 밸브(50A), 압력 센서(48A)에 의해, 배기계 A가 구성된다. 배기계 A는 후술하는 배기 박스(74A)에 수납되어 있다. 진공 펌프(52A)는 처리 모듈(3A와 3B)에 공통적으로 하나 설치되어도 된다.The
처리실(14A)은 복수매, 예를 들어 25매 내지 150매의 웨이퍼 W를 수직으로 선반형으로 지지하는 기판 보유 지지구로서의 보트(26A)를 내부에 수납한다. 보트(26A)는 덮개부(22A) 및 단열부(24A)를 관통하는 회전축(28A)에 의해, 단열부(24A)의 상방에 지지된다. 회전축(28A)은 덮개부(22A)의 하방에 설치된 회전 기구(30A)에 접속되어 있고, 회전축(28A)은 반응관(10A)의 내부를 기밀하게 시일한 상태에서 회전 가능하게 구성된다. 덮개부(22A)는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(32A)에 의해 상하 방향으로 구동된다. 이에 의해, 보트(26A) 및 덮개부(22A)가 일체적으로 승강되어, 반응관(10A)에 대해 보트(26A)가 반출입된다.The
보트(26A)에 대한 웨이퍼 W의 이동 탑재는 반송실(6A)에서 행하여진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반송실(6A) 내의 일측면(반송실(6A)의 외측 측면, 반송실(6B)에 면하는 측면과 반대측의 측면)에는, 클린 유닛(60A)이 설치되어 있고, 반송실(6A) 내에 클린 에어(예를 들어, 불활성 가스)를 순환시키도록 구성되어 있다. 반송실(6A) 내에 공급된 불활성 가스는, 보트(26A)를 사이에 두고 클린 유닛(60A)과 대면하는 측면(반송실(6B)에 면하는 측면)에 설치된 배기부(62A)에 의해 반송실(6A) 내로부터 배기되어, 클린 유닛(60A)으로부터 반송실(6A) 내에 재공급된다(순환 퍼지). 반송실(6A) 내의 압력은 이동 탑재실(8) 내의 압력보다도 낮아지도록 설정되어 있다. 또한, 반송실(6A) 내의 산소 농도는, 대기 중에 있어서의 산소 농도보다도 낮아지도록 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 웨이퍼 W의 반송 작업 중에 웨이퍼 W 위에 자연 산화막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.The wafer W is moved and mounted on the
회전 기구(30A), 보트 엘리베이터(32A), 가스 공급 기구(34A)의 MFC(38a 내지 38f) 및 밸브(41a 내지 41f, 40a 내지 40f), APC 밸브(50A)에는, 이들을 제어하는 컨트롤러(100)가 접속된다. 컨트롤러(100)는 예를 들어 CPU를 포함하는 마이크로 프로세서(컴퓨터)를 포함하고, 처리 장치(2)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(100)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(102)가 접속되어 있다. 컨트롤러(100)는 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B) 각각에 하나씩 설치되어도 되고, 공통적으로 하나 설치되어도 된다.The
기억부(104)는 컨트롤러(100)에 내장된 기억 장치(하드 디스크나 플래시 메모리)여도 되고, 가반성 외부 기록 장치(자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)여도 된다. 또한, 컴퓨터에 대한 프로그램의 제공은, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여 행해도 된다. 프로그램은, 필요에 따라, 입출력 장치(102)로부터의 지시 등에 의해 기억부(104)로부터 판독되어, 판독된 레시피에 따른 처리를 컨트롤러(100)가 실행함으로써, 처리 장치(2)는 컨트롤러(100)의 제어 하에, 원하는 처리를 실행한다. 컨트롤러(100)는 컨트롤러 박스(76(76A, 76B))에 수납된다. 컨트롤러(100)가 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B) 각각에 하나씩 설치되는 경우, 컨트롤러 박스(76A)에, 처리 모듈(3A)을 제어하는 컨트롤러(100(A))가 설치되어, 컨트롤러 박스(76B)에, 처리 모듈(3B)을 제어하는 컨트롤러(100(B))가 설치된다.The
다음으로, 상술한 처리 장치(2)를 사용하여, 기판 위에 막을 형성하는 처리(성막 처리)에 대해 설명한다. 여기에서는, 웨이퍼 W에 대해, 원료 가스로서의 제1 처리 가스(원료 가스)로서 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스와, 반응 가스로서의 제2 처리 가스(반응 가스)로서 암모니아(NH3) 가스를 공급함으로써, 웨이퍼 W 위에 실리콘 질화(SiN)막을 형성하는 예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 처리 장치(2)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(100)에 의해 제어된다.Next, a process for forming a film on the substrate (film forming process) using the above-described
본 실시 형태에서의 성막 처리에서는, 처리실(14A) 내의 웨이퍼 W에 대해 HCDS 가스를 공급하는 공정과, 처리실(14A) 내에서 HCDS 가스(잔류 가스)를 제거하는 공정과, 처리실(14A) 내의 웨이퍼 W에 대해 NH3 가스를 공급하는 공정과, 처리실(14A) 내에서 NH3 가스(잔류 가스)를 제거하는 공정을 소정 횟수(1회 이상) 반복함으로써, 웨이퍼 W 위에 SiN막을 형성한다. 본 명세서에서는, 이 성막 시퀀스를, 편의상, 이하와 같이 표기한다.In the film forming process in this embodiment, the process of supplying HCDS gas to the wafer W in the
(HCDS→NH3)×n ⇒ SiN (HCDS → NH 3) × n ⇒ SiN
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)(Wafer charge and boat load)
게이트 밸브(90A)를 개방하고, 보트(26A)에 대해 웨이퍼 W를 반송한다. 복수매의 웨이퍼 W가 보트(26A)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 게이트 밸브(90A)가 폐쇄된다. 보트(26A)는 보트 엘리베이터(32A)에 의해 처리실(14) 내에 반입(보트 로드)되어, 반응관(10A)의 하부 개구는 덮개부(22A)에 의해 기밀하게 폐색(시일)된 상태로 된다.The
(압력 조정 및 온도 조정)(Pressure adjustment and temperature adjustment)
처리실(14A) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록, 진공 펌프(52A)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 처리실(14A) 내의 압력은, 압력 센서(48A)로 측정되어, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(50A)가 피드백 제어된다. 또한, 처리실(14A) 내의 웨이퍼 W가 소정의 온도로 되도록, 히터(12A)에 의해 가열된다. 이 때, 처리실(14A)이 소정의 온도 분포가 되도록, 온도 검출부(16A)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(12A)에 대한 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한, 회전 기구(30A)에 의한 보트(26A) 및 웨이퍼 W의 회전을 개시한다.Vacuum evacuation (decompression exhaust) is performed by the
(성막 처리)(Film forming process)
[원료 가스 공급 공정] [Raw gas supply process]
처리실(14A) 내의 온도가 미리 설정된 처리 온도로 안정되면, 처리실(14A) 내의 웨이퍼 W에 대해 HCDS 가스를 공급한다. HCDS 가스는, MFC(38a)에서 원하는 유량이 되도록 제어되어, 가스 공급관(36a), 밸브(41a, 40a) 및 노즐(44a)을 통하여 처리실(14A) 내에 공급된다. 밸브(40a)는, 처리 모듈(3A 및/또는 3B)의 밸브(41a)가 개방될 때, 개방된다. 밸브(40a)는 인터로크 기반으로 동작하고, 또한 밸브(40a)는 밸브(41a)보다 더 느리게 더 긴 수명(life time) 동안 동작할 수 있다. 이것은 공기 구동식 밸브의 기류를 제한하거나 솔레노이드 구동식 밸브에 대한 인가 전압을 제한함으로써 성취된다. 예를 들어, 밸브(41a)의 폐쇄로부터 개방으로의 전이 시간은 5ms로 설정될 수 있는 한편, 밸브(40a)의 경우는 3ms이다. 다른 밸브들(41b 및 41f)에도 동일하게 적용된다.When the temperature in the
[원료 가스 배기 공정][Raw gas exhaust process]
다음에, HCDS 가스 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52A)에 의해 처리실(14A) 내를 진공 배기한다. 이 때, 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스로서 N2 가스를 처리실(14A) 내에 공급해도 된다(불활성 가스 퍼지).Next, the supply of HCDS gas gas is stopped, and the inside of the
[반응 가스 공급 공정][Reaction gas supply process]
다음으로, 처리실(14A) 내의 웨이퍼 W에 대해 NH3 가스를 공급한다. NH3 가스는, MFC(38b)에서 원하는 유량이 되게 제어되어, 가스 공급관(36b), 밸브(41b, 40b) 및 노즐(44b)을 통하여 처리실(14A) 내에 공급된다.Next, NH 3 gas is supplied to the wafer W in the
[반응 가스 배기 공정][Reaction gas exhaust process]
다음으로, NH3 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52A)에 의해 처리실(14A) 내를 진공 배기한다. 이 때, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스를 처리실(14A) 내에 공급해도 된다(불활성 가스 퍼지). 상술한 네 공정을 행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 행함으로써, 웨이퍼 W 위에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다.Next, supply of NH 3 gas is stopped, and the inside of the
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)(Boat unload and wafer discharge)
소정 막 두께의 막을 형성한 후, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스가 공급되어, 처리실(14A) 내가 N2 가스로 치환됨과 함께, 처리실(14A)의 압력이 상압으로 복귀된다. 그 후, 보트 엘리베이터(32A)에 의해 덮개부(22A)가 강하되어, 보트(26A)가 반응관(10A)으로부터 반출(보트 언로드)된다. 그 후, 처리가 끝난 웨이퍼 W는 보트(26A)로부터 취출된다(웨이퍼 디스차지).After forming a film having a predetermined film thickness, N 2 gas is supplied from the inert gas supply unit, the inside of the
그 후, 웨이퍼 W는 포드(5)에 수납되어 처리 장치(2) 외로 반출되어도 되고, 처리로(4B)로 반송되어, 예를 들어 어닐 등의 기판 처리가 연속하여 행하여져도 된다. 처리로(4A)에서의 웨이퍼 W의 처리 후에 연속하여 처리로(4B)에서 웨이퍼 W의 처리를 행하는 경우, 게이트 밸브(90A 및 90B)를 개방으로 하고, 보트(26A)로부터 보트(26B)로 웨이퍼 W가 직접 반송된다. 그 후의 처리로(4B) 내로의 웨이퍼 W의 반출입은, 상술한 처리로(4A)에 의한 기판 처리와 마찬가지의 수순으로 행하여진다. 또한, 처리로(4B) 내에서의 기판 처리는, 예를 들어 상술한 처리로(4A)에 의한 기판 처리와 마찬가지의 수순으로 행하여진다.Thereafter, the wafer W may be accommodated in the
웨이퍼 W에 SiN막을 형성할 때의 처리 조건으로서는, 예를 들어 하기가 예시된다.The following is exemplified as the processing conditions for forming the SiN film on the wafer W, for example.
처리 온도(웨이퍼 온도): 100℃ 내지 800℃,Treatment temperature (wafer temperature): 100 ° C to 800 ° C,
처리 압력(처리실 내 압력) 5Pa 내지 4000Pa,Treatment pressure (pressure in the treatment chamber) 5 Pa to 4000 Pa,
HCDS 가스 공급 유량: 1sccm 내지 2000sccm,HCDS gas supply flow rate: 1 sccm to 2000 sccm,
NH3 가스 공급 유량: 100sccm 내지 30000sccm,NH 3 gas supply flow rate: 100 sccm to 30000 sccm,
N2 가스 공급 유량: 1sccm 내지 50000sccm,N 2 gas supply flow rate: 1 sccm to 50000 sccm,
각각의 처리 조건을, 각각의 범위 내의 값으로 설정함으로써, 성막 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능해진다.By setting each processing condition to a value within each range, it becomes possible to appropriately advance the film forming process.
다음으로, 처리 장치(2)의 배면 구성에 대해 설명한다.Next, the back configuration of the
예를 들어, 보트(26)가 파손된 경우에는, 보트(26)를 교환할 필요가 있다. 또한, 반응관(10)이 파손된 경우나, 반응관(10)의 클리닝이 필요한 경우에는, 반응관(10)을 분리할 필요가 있다. 이와 같이, 반송실(6)이나 처리로(4)에 있어서의 메인터넌스를 실시하는 경우에는, 처리 장치(2)의 배면측의 메인터넌스 에어리어 A, B로부터 메인터넌스를 행한다.For example, when the boat 26 is damaged, the boat 26 needs to be replaced. In addition, when the reaction tube 10 is damaged or when cleaning of the reaction tube 10 is necessary, it is necessary to separate the reaction tube 10. In this way, when performing maintenance in the transfer chamber 6 or the
도 1에 도시된 바와 같이, 반송실(6A, 6B)의 배면측에는, 메인터넌스구(78A, 78B)가 각각 형성되어 있다. 메인터넌스구(78A)는 반송실(6A)의 반송실(6B)측에 형성되고, 메인터넌스구(78B)는 반송실(6B)의 반송실(6A) 측에 형성된다. 메인터넌스구(78A, 78B)는 메인터넌스 도어(80A, 80B)에 의해 개폐된다. 메인터넌스 도어(80A, 80B)는 힌지(82A, 82B)를 기본축으로 하여 회동 가능하게 구성된다. 힌지(82A)는 반송실(6A)의 반송실(6B)측에 설치되어, 힌지(82B)는 반송실(6B)의 반송실(6A) 측에 설치된다. 즉, 힌지(82A, 82B)는 반송실(6A, 6B)의 배면측의 인접면에 위치하는 내측 모퉁이부 부근에 서로 인접하도록 설치된다. 메인터넌스 에어리어는 처리 모듈(3A) 배면에 있어서의 처리 모듈(3B)측과 처리 모듈(3B) 배면에 있어서의 처리 모듈(3A) 측에 형성되어 있다.As shown in Fig. 1,
상상선으로 나타낸 바와 같이, 메인터넌스 도어(80A, 80B)가 힌지(82A, 82B)를 중심으로 하여 반송실(6A, 6B)의 배면측 후방으로 수평 회동됨으로써, 배면 메인터넌스구(78A, 78B)가 개방된다. 메인터넌스 도어(80A)는 반송실(6A)을 향하여 좌로 펼쳐 180°까지 개방 가능하게 구성된다. 메인터넌스 도어(80B)는 반송실(6B)을 향하여 우로 펼쳐 180°까지 개방 가능하게 구성된다. 즉, 반송실(6A)을 향하여, 메인터넌스 도어(80A)는 시계 방향으로 회동하고, 메인터넌스 도어(80B)는 반시계 방향으로 회동한다. 환언하면, 메인터넌스 도어(80A, 80B)는, 서로 반대 방향으로 회동된다. 메인터넌스 도어(80A, 80B)는 분리 가능하게 구성되어 있어, 분리하여 메인터넌스를 행해도 된다.As indicated by the imaginary line, the
반송실(6A, 6B)의 배면 근방에는, 유틸리티계(70)가 설치되어 있다. 유틸리티계(70)는 메인터넌스 에어리어 A, B 사이에 배치된다. 유틸리티계(70)의 메인터넌스를 행할 때는, 메인터넌스 에어리어 A, B로부터 행한다.A
유틸리티계(70)는 최종 밸브 설치부(75A, 75B), 배기 박스(74A, 74B), 공급 박스(72), 컨트롤러 박스(76A, 76B)를 포함한다.The
유틸리티계(70)는 하우징측(반송실(6A, 6B)측)으로부터 순서대로, 배기 박스(74A, 74B), 공급 박스(72), 컨트롤러 박스(76A, 76B)로 구성되어 있다. 최종 밸브 설치부(75A, 75B)는 배기 박스(74A, 74B)의 상방에 마련된다. 유틸리티계(70)의 각 박스의 메인터넌스구는 각각 메인터넌스 에어리어 A, B측에 형성되어 있다. 공급 박스(72)는 배기 박스(74A)의 반송실(6A)에 인접하는 측과 반대측에, 공급 박스(72B)는 배기 박스(74B)의 반송실(6B)에 인접하는 측에 인접하여 배치된다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 처리 모듈(3A)에 있어서, 가스 공급 기구(34)의 파이널 밸브(가스 공급계의 최하단에 위치하는 밸브(40a, 40b, 40c)가 설치되는 최종 밸브 설치부(75A)는 배기 박스(74A)의 상방에 배치되어 있다. 바람직하게는, 배기 박스(74A)의 정확히 위(바로 위)에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 공급 박스(72)를 하우징측으로부터 이격된 곳에 설치해도, 파이널 밸브로부터 처리실 내로의 배관 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 성막의 품질을 향상시킬 수 있다. 도 3에는 도시되지 않았지만, 밸브(40a, 40b, 40c) 외에도, 밸브(40d, 40e, 40f)도, 최종 밸브 설치부(75A)에 배치된다.As shown in FIG. 3, in the
또한, 도시되지 않았지만, 처리 모듈(3B)에 있어서, 가스 공급 기구(34)의 파이널 밸브(가스 공급계의 최하단에 위치하는 밸브(40a, 40b, 40c)가 설치되는 최종 밸브 설치부(75B)는 배기 박스(74B)의 상방에 배치되어 있다. 바람직하게는, 배기 박스(74B)의 정확히 위(바로 위)에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 공급 박스(72)를 하우징측으로서 이격된 곳에 설치해도, 파이널 밸브로부터 처리실 내에의 배관 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 성막의 품질을 향상시킬 수 있다. 밸브(40a, 40b, 40c) 외에도, 밸브(40d, 40e, 40f)도, 최종 밸브 설치부(75B)에 배치된다.Further, although not shown, in the
도 5에 도시된 바와 같이, 처리 모듈(3A, 3B) 및 유틸리티계(70)의 각 구성은, 처리 모듈(3A, 3B)의 인접면 S1에 대해 면 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 반응관(10A, 10B)도, 처리 모듈(3A, 3B)의 인접면 S1에 대해 면 대칭으로 배치되어 있다. 이에 의해, 처리 모듈(3A, 3B)로부터 배기 박스(74A, 74B)까지의 배기관(46A, 46B)의 배관 길이가, 처리 모듈(3A, 3B)에서 대략 동일한 길이가 되게 배관이 배치되어 있다. 또한, 최종 밸브 설치부(75A, 75B)에 설치된 파이널 밸브(40A, 40B)로부터 노즐(44A, 44B)까지의 배관 길이가, 처리 모듈(3A, 3B)에서 대략 동일한 길이가 되게 배관(가스 파이프)이 배치되어 있다.As shown in Fig. 5, each configuration of the
도 5에 있어서, 파이널 밸브(40A)는 처리 모듈(3A)의 밸브(40a 내지 40f)를 나타내는 것이며, 파이널 밸브(40B)는 처리 모듈(3B)의 밸브(40a 내지 40f)를 나타내는 것이다. 또한, 노즐(44A)은 처리 모듈(3A)의 노즐(44a 내지 44c)을 나타내는 것이며, 노즐(44B)은 처리 모듈(3B)의 노즐(44a 내지 44c)을 나타내는 것이다. 예를 들어, 배관(10Aa)이 처리 모듈(3A)의 밸브(40a)와 처리 모듈(3A)의 노즐(44a) 사이의 배관에 대응하여, 배관(10Ba)이 처리 모듈(3B)의 밸브(40a)와 처리 모듈(3B)의 노즐(44a) 사이의 배관에 대응하는 경우, 배관(10Aa, 10Ba)은, 배관 길이가 대략 동일한 길이이다. 또한, 배관(10Ab)이 처리 모듈(3A)의 밸브(40b)와 처리 모듈(3A)의 노즐(44b) 사이의 배관에 대응하여, 배관(10Bb)이 처리 모듈(3B)의 밸브(40b)와 처리 모듈(3B)의 노즐(44b) 사이의 배관에 대응하는 경우, 배관(10Ab, 10Bb)은, 배관 길이가 대략 동일한 길이이다. 이에 의해, 공급 박스(72)로부터 같은 가스를, 처리 모듈(3A)의 밸브(40a) 및 배관(10Aa)을 통하여 처리 모듈(3A)의 노즐(44a)에 공급하는 경우와, 처리 모듈(3B)의 밸브(40a) 및 배관(10Ba)을 통하여 처리 모듈(3B)의 노즐(44a)에 공급하는 경우에, 동일한 도달 시간으로 할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(100)에 의한 처리 모듈(3A, 3B)의 레시피 관리가 용이화할 수 있다. 또한, 도 5 중의 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 W의 회전 방향도 처리로(4A, 4B)에 있어서 서로 반대 방향으로 되도록 구성된다.In Fig. 5, the
또한, 반응관(10A, 10B)의 배치 형태는, 도 5에 한정되지 않는다. 노즐(44A, 44B) 각각이 최종 밸브 설치부(75A, 75B)에 대응하도록 설치해도 된다. 또한, 배기 박스(74A, 74B)까지의 배기관(46A, 46B)이 최단 길이가 되도록, 반응관(10A, 10B)을 배치해도 된다. 단, 반응관(10A, 10B)은 처리 모듈(3A, 3B)의 인접면 S1에 대해 면 대칭으로 배치하는 것이 좋다.In addition, the arrangement form of the
처리 모듈(3A, 3B)에 대해, 공통된 공급 박스(72)를 마련하고, 공급 박스(72)로부터 최종 밸브(40A, 40B)까지의 가스관을 공유하므로, 기판 처리 장치의 공간 절약화가 가능하다.For the
또한, 기판 처리 장치(2)가 필요로 하는 풋 프린트가 저하되고, 필요한 생산량에 비해, 클린 룸의 사용 면적을 억제하는 것이 가능해져서, 경제성에 있어서 매우 유리하다.In addition, the footprint required by the
도 6a, 도 6b, 도 6c는 컨트롤러에 의한 레시피의 제어예를 설명하는 도면이다. 레시피는, 반응 가스나 원료 가스 등의 각 프로세스 가스의 공급량, 목표 진공도(또는 배기 속도), 처리실 온도 등을, 시계열로 기술한 것이며, 일정한 주기로 반복되는 패턴을 포함할 수 있다. 레시피라고 하는 용어는, 협의로는 이 반복 패턴의 1사이클을 나타내는 경우가 있다. 제작된 레시피는, 컨트롤러(100)가 실행됨으로써, 처리 장치(2)는 컨트롤러(100)의 제어 하에, 원하는 처리를 실행한다. 처리 장치(2)가 처리 모듈(3A, 3B)을 포함한 경우, 레시피 개시의 타이밍에 따라서는 동일 가스를, 처리 모듈(3A, 3B) 간에서 사용할 가능성이 있다.6A, 6B, and 6C are views for explaining an example of control of a recipe by a controller. The recipe describes the supply amount of each process gas such as reaction gas or raw material gas, the target vacuum degree (or exhaust rate), the processing chamber temperature, and the like in time series, and may include a pattern repeated at regular cycles. The term recipe may sometimes refer to one cycle of this repeating pattern, in consultation. In the produced recipe, the
본 실시 형태에서는, 레시피를 관리하는 컨트롤러(100)는 동일한 프로세스 가스를, 처리 모듈(3A, 3B)의 반응관(10A, 10B)에, 동시에 흘릴 수 없도록, 상호간 감시의 기능을 갖고 있다. 감시해야 할 대상의 가스 및 밸브를 컨트롤러 내의 파라미터 또는 레시피에 등록함으로써, 컨트롤러(100)는 등록된 가스 및 밸브를 바탕으로, 처리 모듈(3A, 3B)에 대한 레시피의 상호 감시를 행하고, 동일한 프로세스 가스를 처리 모듈(3A, 3B)에 동시에 흘리지 않도록 레시피의 개시 시간 등을 최적화하는 제어를 실시한다. 레시피의 개시 시간 등의 최적화는, 반응관(10A, 10B) 내를 진공으로 하기 위한 진공 펌프(52A)의 진공화 시간 또는 반응관(10A, 10B) 내를 N2 가스로 퍼지하는 퍼지 시간 등을 사용하여, 조정할 수 있다. 상호 감시 및 제어에는, 밸브 레벨인 것과, 레시피 레벨인 것이 포함된다.In the present embodiment, the
도 6a에는, 처리 모듈(3A, 3B) 각각에서 실행되는 레시피 RC1, RC2의 일례가 도시된다. 레시피 RC1, RC2는, 동일한 레시피이며, 세 처리 가스 A, B, C를 사용한다. 반응관(10A, 10B) 내의 각각의 기판 위에 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스의 레시피 RC1, RC2가 복수 사이클 반복 실행된다. 레시피 RC1, RC2의 각각은, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스인 프로세스 스텝 PS1 내지 PS9를 포함한다. 프로세스 스텝 PS1은, 반응관(10A 또는 10B)내에, 처리 가스 A를 공급하는 처리(A)이다. 프로세스 스텝 PS4는, 반응관(10A 또는 10B) 내에, 처리 가스 B를 공급하는 처리(B)이다. 프로세스 스텝 PS7은, 반응관(10A 또는 10B) 내에, 처리 가스 C를 공급하는 처리(C)이다. 각각의 프로세스 스텝 PS1, PS4, PS7의 후에는, 프로세스 스텝 PS2, PS5, PS8이 실행된다. 프로세스 스텝 PS2, PS5, PS8은, 목표 진공도를 비교적 저압(예를 들어, 10 내지 100Pa)으로 설정하고, 반응관(10A 또는 10B) 내를 진공화하는 처리(V)이다. 각각의 프로세스 스텝 PS2, PS5, PS8의 후에는, 프로세스 스텝 PS3, PS6, PS9가 실행된다. 프로세스 스텝 PS3, PS6, PS9는, 반응관(10A, 10B) 내에 퍼지 가스(N2 가스)를 흘리면서, 반응관(10A, 10B) 내를 진공화하는 처리(P)이다.6A shows an example of recipes RC1 and RC2 executed in each of the
도 6a에 나타내는 바와 같이, 레시피 RC1, RC2에 있어서, 레시피 RC1, RC2가, 시간 T에 대해, 단시간의 차로 개시된 경우, 동시에 동일한 처리 가스 A, B, C가 사용되는 것이 상정된다. 즉, 처리 모듈(3A)의 프로세스 스텝 PS1, PS4, PS7과 처리 모듈(3B)의 프로세스 스텝 PS1, PS4, PS7이 동시에 실행되는 경우가 있다. 그러나, 그 처리 가스 A, B, C에 대응하는 매스 플로우 컨트롤러(MFC)는 하나밖에 없다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공급 박스(72)에 수납된 가스 공급 기구(34)에 있어서, 예를 들어 처리 가스 A에 대한 매스 플로우 컨트롤러는 MFC(38a) 하나이며, 처리 가스 B에 대한 매스 플로우 컨트롤러는 MFC(38b) 하나이며, 처리 가스 C에 대한 매스 플로우 컨트롤러는 MFC(38c) 하나이다. 이 때문에, 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동시에 동일한 처리 가스(A, B 또는 C)를 사용한 경우, 각 처리 모듈(3A, 3B)에의 유량을, 종래와 동등한 정밀도로 제어할 수 없고, 처리 모듈(3A, 3B) 간에서 레시피가 상이해 버리게 된다. 처리 모듈(3A, 3B) 간에서 레시피가 상이해 버리게 되면, 처리 모듈(3A, 3B)로 생성되는 막의 품질에 영향을 미친다. 이 때문에, 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동시에 동일한 처리 가스(A, B 또는 C)를 사용하는 것은, 피하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 6A, in recipes RC1 and RC2, when recipes RC1 and RC2 are started with a short time difference with respect to time T, it is assumed that the same process gases A, B and C are used at the same time. That is, the process steps PS1, PS4, and PS7 of the
밸브 레벨의 제어에서는, 처리 모듈(3A, 3B)의 컨트롤러(100)는 처리 모듈(3A)의 밸브(40a 내지 40c)의 개폐 상태와 처리 모듈(3B)의 밸브(40a 내지 40c)의 개폐 상태를, 처리 모듈(3A, 3B)의 사이에서 서로 감시한다. 이 밸브 레벨의 제어는 인터로크라고도 불린다.In the control of the valve level, the
예를 들어, 처리 모듈(3A)의 컨트롤러(100)는 상대측의 처리 모듈(3B)이 대응하는(즉 동일한 분배 배관으로 접속되어 있음) 파이널 밸브가 폐쇄되어 있으면, 레시피대로 자기의 처리 모듈(3A)의 파이널 밸브를 개방한다. 한편, 상대측의 처리 모듈(3B)이 대응하는(즉 동일한 분배 배관으로 접속되어 있음) 파이널 밸브가 개방되어 있으면, 그 파이널 밸브가 폐쇄할 때까지, 자기의 처리 모듈(3A)의 레시피를 중단하도록 제어한다. 또한, 처리 모듈(3B)의 컨트롤러(100)는 상대측의 처리 모듈(3A)이 대응하는(즉 동일한 분배 배관으로 접속되어 있음) 파이널 밸브가 폐쇄되어 있으면, 레시피대로 자기의 처리 모듈(3B)의 파이널 밸브를 개방한다. 한편, 상대측의 처리 모듈(3A)의 대응하는(즉 동일한 분배 배관으로 접속되어 있음) 파이널 밸브가 개방되어 있으면, 그 파이널 밸브가 폐쇄될 때까지, 자기의 처리 모듈(3B)의 레시피를 중단하도록 제어한다.For example, if the final valve to which the
한편, 프로세스 레시피 레벨의 제어에 있어서, 컨트롤러(100)는 레시피(RC1, RC2) 개시 시, 보트 로드 전 등의 각 타이밍에 레시피(RC1, RC2)의 진척 상태를 감시하고, 사용되는 가스 A, B, C가 흐르는 시퀀스의 타이밍을 예측한다. 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동일한 처리 가스(A, B 또는 C)가 동일한 타이밍에 흐르지 않는 경우, 레시피(RC1, RC2)는 그대로 진행한다. 한편, 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동일한 처리 가스(A, B 또는 C)가 동일한 타이밍에 흐를 것으로 예측된 경우, 컨트롤러(100)는 동시에 동일한 프로세스 가스가 흐르지 않는 시퀀스를 산출하고, 사용되는 가스의 공급하는 타이밍을, 시간적으로 어긋나게 하는 제어를 실시한다.On the other hand, in the control of the process recipe level, the
즉, 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스를 반복하는 처리를, 시간을 어긋나게 하여 병행하여 행한다. 이 어긋남 시간은, 복수의 처리 가스(A, B, C) 중의 특정한 가스의 공급 타이밍이, 먼저 처리를 개시한 처리 모듈(3A, 3B)의 한쪽의 가스 공급 시퀀스와 겹치지 않도록, 나중에 처리를 개시하는 처리 모듈(3A, 3B)의 다른 쪽의 가스 공급 시퀀스를 늦추는 방법에 의해 결정된다.That is, in the
예를 들어, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(100)가 레시피(RC1, RC2) 개시 시, 사용되는 처리 가스 A, B, C가 흐르는 가스 공급 시퀀스의 타이밍을 예측했다고 하자. 즉, 동일한 처리 가스(A, B 또는 C)가 동일한 타이밍에 처리 모듈(3A, 3B)에 흐르는 것이 예측되었다고 하자. 이 경우, 컨트롤러(100)는 동시에 동일한 프로세스 가스가 흐르지 않는 시퀀스를 산출하고, 사용되는 가스의 공급하는 타이밍을, 시간적으로 어긋나게 하는 제어를 실시한다. 즉, 컨트롤러(100)는 레시피(RC1, RC2) 개시 전에, 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동일한 처리 가스(A, B, C)가 동일한 타이밍에 흐르지 않도록 가스 공급 시퀀스의 타이밍이 시간적으로 어긋나게 된 레시피 RC2를 생성한다. 도 6b에 도시되는 바와 같이, 처리 모듈(3B)로 실시되는 레시피 RC2에 있어서, 프로세스 스텝 PSA1이 프로세스 스텝 PS1 앞에, 컨트롤러(100)에 의해 자동적으로 추가된다. 프로세스 스텝 PSA1은, 예를 들어 반응관(10B) 내에 퍼지 가스(N2 가스)를 흘리면서, 반응관(10B) 내를 진공화하는 처리(P)이다. 또한, 프로세스 스텝 PSA1은, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)가 복수 사이클 실행되는 경우에 있어서, 1회째의 사이클의 선두 프로세스 스텝 PS1 앞에만 추가된다. 프로세스 스텝 PSA1은, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)의 2회째 이후의 사이클에 있어서, 프로세스 스텝 PS1 앞에는, 추가되지 않는다. 즉, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)의 1회째의 사이클의 최후의 프로세스 스텝 PS9의 실시 후, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)의 2회째의 사이클의 최초의 프로세스 스텝 PS1이 실시된다. 마찬가지로, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)의 2회째의 사이클의 최후의 프로세스 스텝 PS9의 실시 후, 레시피 RC2(PS1 내지 PS9)의 3회째의 사이클의 최초의 프로세스 스텝 PS1이 실시된다.For example, as shown in Fig. 6A, it is assumed that the
도 6b의 예에서는, 동시에 흘릴 수 없는 처리 가스 A, B, C 중, 레시피(RC1, RC2)의 1사이클에 있어서의 공급 시간이 가장 긴 것(tmax)을 선택(여기서는, PS7)하고, 처리 모듈(3A, 3B) 사이의 레시피 시차 tdiff를, tmax+n*tcycle에 일치시키도록, 어느 한 쪽 레시피(RC1, RC2)의 프로세스 스텝 PS1의 개시 시간을 늦춤으로써 조정한다. 도 6b의 예에서는, 레시피 RC2에 있어서의 PS1의 개시 시간이, 레시피 RC1에 있어서의 PS1의 개시 시간과 비교하여, 프로세스 스텝 PSA1을 추가한 시간만큼 늦춰진다. 즉, 조정 후의 시차 tdiff_adj=tmax+n*tcycle, (여기에서 n은 임의의 정수, tcycle은 레시피의 1사이클의 시간: PS1의 개시 시간으로부터 PS7의 종료 시간까지의시간)이다. 또한, tmax≤tcycle/2를 전제로 한다.In the example of Fig. 6B, among the processing gases A, B, and C that cannot flow at the same time, the one with the longest supply time (t max ) in one cycle of the recipes RC1, RC2 is selected (here, PS7), The recipe time difference t diff between the
늦추는 시간을 적게 하는 것이 바람직한 경우에는, 현재의 시차(처리 모듈(3A)의 레시피 RC1을 기준으로 했을 때의 현재의 처리 모듈(3B)의 레시피 RC2의 진행 시간) tdiff에 의존하여,If it is desirable to reduce the delay time, depending on the current time difference (the progress time of the recipe RC2 of the
{{
if (tmax≤(|tdiff|%tcycle)<tmax+tcycle/2) then 진행하고 있는 쪽의 처리 모듈을 |tdiff|%tcycle)-tmax 늦추고(즉 tdiff_adj=tdiff-((|tdiff|%tcycle)-tmax))if (t max ≤ (| t diff |% t cycle ) <t max + t cycle / 2) then decelerate the processing module in progress by | t diff |% t cycle ) -t max (ie t diff _ adj = t diff -((| t diff |% t cycle ) -t max ))
else if ((|tdiff|%tcycle)<tmax) then 늦은 쪽의 PM을 (|tdiff|%tcycle)-tmax 늦추고else if ((| t diff |% t cycle ) <t max ) then delay the PM on the late side (| t diff |% t cycle ) -t max
Else 늦은 쪽의 처리 모듈을 tcycle-(|tdiff|%tcycle)-tmax 늦춘다Else delay the processing module on the late side by t cycle- (| t diff |% t cycle ) -t max
} }
여기에서, %는 최소 비부 잉여의 연산자이며, 0<(tdiff%tcycle)<tcycle/2일 때, 처리 모듈(3A)이 앞서고 있고, 그 이외일 때는 처리 모듈(3B)이 앞서고 있다.Here,% is the operator of the minimum non-negative surplus, and when 0 <(t diff % t cycle ) <t cycle / 2, the
또한, 컨트롤러(100)는 처리실(14A, 14B)의 열 이력을 동일하게 하는 조정 기능도 갖는다. 결정된 시간을 설정하고, 동시 진행의 레시피뿐만 아니라, 배치간에서의 이력을 설정한 퍼지 시간으로 대기한 쪽의 시간을 자동으로 서로 조정하게 할 수 있다. 즉, 도 6b에 나타내는 처리 모듈(3A, 3B)의 레시피 RC1, RC2를 복수 사이클 반복 실행한 최후의 사이클에서는, 처리 모듈(3A)의 레시피 RC1의 프로세스 스텝 PS9는, 처리 모듈(3B)의 레시피 RC2의 프로세스 스텝 PS9에 비하여, 시간적으로 일찍 종료하게 된다. 따라서, 처리실(14A)의 열 이력과 처리실(14B)의 열 이력이 상이하게 되어 버린다.In addition, the
도 6c에 도시되는 바와 같이, 처리 모듈(3A)의 레시피 RC1의 최종 사이클에 있어서, PSA1과 동일 시간의 프로세스 스텝 PSA2가 프로세스 스텝 PS9의 후에, 컨트롤러(100)에 의해 자동적으로 추가된다. 이에 의해, 처리실(14A)의 열 이력과 처리실(14B)의 열 이력을 동일하게 할 수 있다. 프로세스 스텝 PSA2는, 예를 들어 반응관(10A) 내에 퍼지 가스(N2 가스)를 흘리면서, 반응관(10A) 내를 진공화하는 처리(P)이다.As shown in Fig. 6C, in the final cycle of the recipe RC1 of the
또한, 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B)은, 기본적으로 비동기로 동작하고 있고, 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B) 사이의 의존성이 적다. 이 때문에, 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B)의 한쪽이 고장 등에 의해 정지되었다고 해도, 처리 모듈(3A)과 처리 모듈(3B)의 다른 쪽이 처리 속행 가능하다.In addition, the
도 7은, 컨트롤러에 의한 레시피의 다른 제어예를 설명하는 도면이다. 도 7에는, 처리 모듈(3B)로 실시되는 레시피 RC2에 있어서, 프로세스 스텝 PS1 앞에 추가되는 프로세스 스텝(PSA1 내지 PSA4)의 처리 시간이 다른 네 예를 나타내고 있다.It is a figure explaining another control example of a recipe by a controller. 7 shows four examples in which the processing times of the process steps PSA1 to PSA4 added before the process step PS1 in the recipe RC2 performed by the
도 7에 나타내는 레시피 RC21은, 도 6b에 도시되는 레시피 RC2와 동일하고, 1사이클에 있어서의 공급 시간이 가장 긴 처리 가스 C의 공급 시간만큼, 레시피 RC21의 진행 시간을 어긋나게 하는 룰에 기초한다. 이 때문에, 레시피 RC21에 있어서, 프로세스 스텝 PS1 앞에, 프로세스 스텝 PSA1이 추가된다. 이에 의해, 처리 모듈(3A)에의 가스 C가 공급하는 프로세스 스텝 PS7의 종료 후, 그것에 이어 처리 모듈(3B)에의 가스 C가 공급하는 프로세스 스텝 PS7이 개시된다. 또는, 레시피 RC21은, 처리 가스 A 및 B와, 처리 가스 C의 배기 타이밍이 겹치지 않도록 하는 룰에 기초하고 있다고도 할 수 있다. 이 룰에 의하면, 처리 가스 C가, 처리 가스 A 및 B와 기상 반응하는 경우에, 공통된 진공 펌프(52)의 상류에 있어서 바람직하지 않은 고형물의 생성을 억제할 수 있다. 또는, 레시피 RC21은, 처리 가스 A, B 및 C의 퍼지 공정의 종료와, 어떠한 가스의 배기 공정이, 겹치지 않도록 하는 룰에 기초하고 있다고도 할 수 있다. 이 룰에 의해, 퍼지 종료 시점에 있어서의 잔류 가스 농도의 증가를 방지할 수 있다.The recipe RC21 shown in FIG. 7 is the same as the recipe RC2 shown in FIG. 6B and is based on a rule that shifts the progress time of the recipe RC21 by the supply time of the processing gas C having the longest supply time in one cycle. For this reason, in recipe RC21, process step PSA1 is added before process step PS1. Thereby, after completion of the process step PS7 supplied by the gas C to the
도 7에 나타내는 레시피 RC22에서는, 프로세스 스텝 PS1 앞에, 프로세스 스텝 PSA2가 추가된다. 이에 의해, 처리 모듈(3A)에서, 처리 가스 A, B를 사용한 후(프로세스 스텝 PS4의 종료 후)에, 처리 모듈(3B)에서, 처리 가스 A를 사용하는 프로세스 스텝 PS1이 개시된다.In the recipe RC22 shown in Fig. 7, process step PSA2 is added before process step PS1. Thereby, after using the processing gases A and B in the
도 7에 나타내는 레시피 RC23에서는, 프로세스 스텝 PS1 앞에, 프로세스 스텝 PSA3이 추가된다. 처리 모듈(3A, 3B)의 사이에, 레시피의 위상을 단순하게 반전시키는 룰(즉 시간차를 tdiff_adj =tcycle/2로 설정함)에 기초한다. 이 룰은, 그 시간적인 대칭성에 의해, 가스 공급계(34)와 최종 밸브 배치부(75A, B)의 사이에 버퍼 탱크를 마련한 경우에도, 각 처리 모듈(3A, B)에 균등하게 동일 조건에서 가스를 공급할 수 있다. 또는 레시피 RC23은, 처리 가스 A, B 및 C의 배기 타이밍이 서로 겹치지 않도록 하는 룰에 기초하고 있다고도 할 수 있다. 이것은, 하나의 가스에 관한 연속되는 공급, 배기 및 퍼지의 공정 합계 시간이, tcycle/2 이상인 경우에 적합하다.In the recipe RC23 shown in Fig. 7, process step PSA3 is added before process step PS1. Between processing
도 7에 도시되는 레시피 RC24에서는, 프로세스 스텝 PS1 앞에, 프로세스 스텝 PSA4가 추가된다. 이에 의해, 처리 모듈(3B)에의 처리 가스 C의 공급의 종료 후(프로세스 스텝 PS7의 종료 후), 그것에 이어, 2사이클째의 처리 모듈(3A)에의 처리 가스 C의 공급이 개시된다(2사이클째의 프로세스 스텝 PS7). 처리 모듈(3A, 3B)의 사이를 구별하지 않는(선후를 문제로 하지 않는) 경우, 처리 모듈(3B)의 레시피 RC21과 등가이다.In the recipe RC24 shown in Fig. 7, a process step PSA4 is added before the process step PS1. Thereby, after completion of supply of the processing gas C to the
도 7의 레시피 RC1 내지 RC4에 나타내는 바와 같이, 처리 모듈(3B)에 있어서 처리 가스 A를 사용하는 프로세스 스텝 PS1의 개시 타이밍은, 설정 파라미터와 예측된 시퀀스에 의해 최적으로 제어 가능하다.As shown in the recipes RC1 to RC4 in Fig. 7, the start timing of the process step PS1 using the processing gas A in the
그러나, 도 7의 레시피 RC1, RC21 내지 RC24 모두, 임의의 레시피에 대해, 모두 가스의 공급 타이밍이 겹치지 않는 것은, 보증되어 있지 않다고도 할 수 있다.However, it can be said that it is not guaranteed that all the recipes RC1, RC21 to RC24 in FIG. 7 do not overlap the gas supply timing for any recipe.
도 8은, 공급 타이밍이 겹치지 않는 어긋남양을 결정하는 처리 플로우를 나타내는 도면이다. 도 8의 처리 플로우는, 처리 모듈(3A, 3B)의 레시피의 사이클간의 시차 tadj가 0인 상태로부터 개시하여, 필요한 어긋남양을 산출하는 것이다.8 is a view showing a processing flow for determining an amount of misalignment in which supply timings do not overlap. The processing flow in FIG. 8 starts from the state where the time difference t adj between cycles of the recipes of the
스텝 S1: 처리 모듈(3B)의 레시피를 현재의 시차 tadj보다도 더 늦춰야 할 시간을 나타내는 변수 tadj_add에, 0을 대입한다.Step S1: 0 is substituted into the variable t adj _ add indicating the time at which the recipe of the
스텝 S2: 처리 가스 중으로부터 순차 하나(가스 x)를 선택함으로써, 처리 가스 각각에 대해 이하의 처리(스텝 S21 내지 S23)를 행한다.Step S2: The following processing (steps S21 to S23) is performed for each of the processing gases by sequentially selecting one (gas x) from among the processing gases.
스텝 S21: 처리 모듈(3A)에 있어서의 레시피가 특정한 1사이클 중에서, 가스x의 공급 구간을, 선두로부터 순차 선택하고, 그 개시 시간 t1xi_start와 그 종료 시간t1xi_end를 특정한다. 여기서, i는 nx개 존재하는 공급 구간의 인덱스이다.Step S21: Of the one cycle in which the recipe in the
스텝 S22: 처리 모듈(3A)과 tadj의 시차가 있는 처리 모듈(3B)에 있어서의 레시피가 임의의 1사이클 중에, 개시 시간 t1xi_start로부터 종료 시간 t1xi_end 사이에 개시되는 가스 x의 공급이 없는지 검사하고, 공급 구간의 겹침 해소에 필요한 지연 시간의 최댓값을 갱신한다. 구체적으로는, t1xi_start≤t2xj_start<t1xi_end를 만족하는t2xj_start를, 사이클 공급 구간 j=1..nx 전부 중에서 찾아, tadj_add<t2xj_start-t1xi_start이면 tadj_add에 t2xj_start-t1xi_start를 대입시킨다.Step S22: The gas which is started between the start time t 1xi _ start and the end time t 1xi _ end during the arbitrary one cycle in the recipe in the
스텝 S23: 인덱스 i가 nx에 도달하지 않았으면, 스텝 S21로 되돌아가고, 도달되어 있으면, 다음 처리(스텝 S3)로 진행한다.Step S23: If the index i has not reached n x , the process returns to step S21. If so, the process proceeds to the next process (step S3).
스텝 S3: 보유 지지되어 있는 변수 tadj_add가 0이면, 현재의 시차 tadj로 확정하여(즉, tadj를 tdiff_adj 또는 tmax로서 결정하여) 처리를 종료한다.Step S3: If the held variable t adj _ add is 0, the current parallax t adj is determined (i.e., t adj is determined as t diff _ adj or t max ) to end the processing.
스텝 3에서 비0인 경우, 스텝 S4로서, tcycle<tdiff_adj+tadj라면, 겹침의 해소는 불가능하므로 처리를 중단한다.When it is non-zero in
스텝 S4에서, tcycle<tdiff_adj+tadj가 아니면, 스텝 S5로서, tdiff_adj에 tdiff_adj -tadj를 대입하여, 스텝 S1로 되돌아간다.In step S4, if t cycle <t diff _ adj + t adj is not, as step S5, t diff _ adj is substituted for t diff _ adj -t adj , and the process returns to step S1.
이상 정리하면, 이하로 된다.The above is summarized as follows.
기판 처리 장치(2)는,The
세로 방향으로 배치된 복수의 기판(W)을 처리하는 제1 처리실(반응관(10A))을 갖는 제1 처리 모듈(3A)과,A
상기 제1 처리실(10A)에 인접하여 배치되고, 세로 방향으로 배치된 복수의 기판을 처리하는 제2 처리실(반응관(10B))을 갖는 제2 처리 모듈(3A)과,A
상기 제1 처리실(10A) 내를 배기하는 제1 배기계가 수납된 제1 배기 박스(74A)와,A first exhaust box (74A) in which a first exhaust system for exhausting the inside of the first processing chamber (10A) is housed;
상기 제2 처리실(10B) 내를 배기하는 제2 배기계가 수납된 제2 배기 박스(74B)와,A
상기 제1 및 제2 처리실(10A, 10B) 내에 공급하는 복수의 처리 가스(A, B, C)의 유로 또는 유량 중 적어도 한쪽을 제어하는 공통 공급 박스(72)와,A
상기 공통 공급 박스(72)로부터의 가스관을, 상기 제1 처리실(10A)로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제1 밸브군(40A, 40a 내지 40f)와,A first valve group (40A, 40a to 40f) for controlably connecting a gas pipe from the
상기 공통 공급 박스로부터의 가스관을, 상기 제2 처리실(10B)로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제2 밸브군(40B, 40a 내지 40f)을 포함하고,And a second valve group (40B, 40a to 40f) for controlably connecting the gas pipe from the common supply box to the second processing chamber (10B),
상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서, 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스(레시피 RC1, RC2)를 반복하는 처리를, 시간을 어긋나게 하여 병행하여 행하고,In the first and
상기 어긋남 시간은, 상기 복수의 처리 가스(A, B, C) 중의 특정한 가스(C)의 공급 타이밍(PS7)이 먼저 처리를 개시한 상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)의 한쪽(3A)의 가스 공급 시퀀스(레시피 RC1의 PS7)와 겹치지 않도록, 나중에 처리를 개시하는 상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)의 다른 쪽(3B)의 가스 공급 시퀀스(레시피 RC2의 PS7)를 늦추는 방법(레시피 RC2에 대한 PSA1의 삽입)에 의해 결정된다.The shift time is one of the first and
또한, 기판 처리 장치(2)에 있어서,In addition, in the
상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)가 인접하는 면(S1, S2)을 기준으로 하여, 상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B), 상기 제1 및 제2 배기 박스(74A, 74B), 상기 제1 및 제2 밸브군(40A, 40B) 각각이, 서로 면 대칭으로 구성되고, 또한, 배치되며,The first and
상기 제1 밸브군(40A)과 상기 제1 처리 모듈(3A) 사이의 복수의 가스 파이프(10Aa, 10Ab)의 길이는, 상기 제2 밸브군(40B)과 상기 제2 처리 모듈(3B) 사이의 대응하는 가스 파이프(10Ba, 10Bb)의 길이와 동등하다.The length of the plurality of gas pipes 10Aa and 10Ab between the
또한, 기판 처리 장치(2)에 있어서,In addition, in the
상기 복수의 처리 가스는, 3종류의 원료 가스를 포함하고,The plurality of process gases includes three types of source gases,
상기 가스 공급 시퀀스(레시피 RC1, RC2)는 하나의 처리실에 대해, 3종류의 처리 가스(A, B, C)를 시간적인 간격을 두고 주기적으로 공급하는 것이며, 상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)에 있어서 병행하여 행하는 동안, 상기 3종류의 처리 가스(A, B, C) 각각은, 상기 제1 및 제2 처리 모듈(3A, 3B)의 어느 쪽에도 공급되지 않는 타이밍(도 6b에 있어서, RC1의 PS2, PS3과 RC2의 PSA1, RC1의 PS5, PS6과 RC2의 PS2, PS3)이 존재한다.The gas supply sequence (recipe RC1, RC2) is a periodic supply of three kinds of processing gases (A, B, C) at a time interval to one processing chamber, and the first and second processing modules ( 3A, 3B) while performing in parallel, each of the three types of processing gases A, B, and C is not supplied to either of the first and
기판 처리 장치(2)에 있어서,In the substrate processing apparatus (2),
상기 제1 처리 모듈(3A), 상기 제1 배기 박스(74A) 및 상기 제1 밸브군(40A)을 제어하는 제1 프로세스 제어기(컨트롤러(100(A)))와,A first process controller (controller 100 (A)) for controlling the
상기 제2 처리 모듈(3B), 상기 제2 배기 박스(74B) 및 상기 제2 밸브군(40B)을 제어하는 제2 프로세스 제어기(컨트롤러(100(B)))를 포함하고,And a second process controller (controller 100 (B)) for controlling the
상기 제1 및 제2 프로세스 제어기(100(A), 100(B))는 각각이 제어하는 상기 제1 및 상기 제2 밸브군(40A, 40B)의 유통 상태를 실질적으로 나타내는 정보를, 다른 프로세스 제어기(100(A), 100(B))에 전달하고, 상기 제1 및 상기 제2 밸브군(40A, 40B)으로 동일한 가스의 밸브 동시 공급을 금지하고 있는 동안을 제외하고, 상기 제1 및 상기 제2 처리 모듈(3A, B)는, 비동기로 운용된다.The first and second process controllers 100 (A) and 100 (B) display information substantially indicating the flow status of the first and
(변형예)(Modified example)
이하 몇가지 변형예를 설명한다.Hereinafter, several modified examples will be described.
(변형예 1)(Modification 1)
도 9는, 변형예 1에 관한 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 상면도이다.9 is a top view schematically showing an example of a substrate processing apparatus according to Modification Example 1. FIG.
도 9에 도시되는 바와 같이, 유틸리티계(70)는 공급 박스(72), 배기 박스(74A, 74B), 컨트롤러 박스(76A, 76B)로 구성되어 있다. 공급 박스(72), 배기 박스(74A, 74B), 컨트롤러 박스(76A, 76B)는 반송실(6A, 6B)의 인접면 S2에 대해 면 대칭으로 배치되어 있다. 배기 박스(74A)는 반송실(6A)의 배면에 있어서의 반송실(6B)과는 반대측에 위치하는 외측 모퉁이부에 배치된다. 배기 박스(74B)는 반송실(6B)의 배면에 있어서의 반송실(6A)과는 반대측에 위치하는 외측 모퉁이부에 배치된다. 즉, 배기 박스(74A, 74B)는 반송실(6A, 6B)의 외측 측면과 배기 박스(74A, 74B)의 외측 측면이 평면에 접속하도록, 평탄하게(매끄럽게) 설치된다.As shown in Fig. 9, the
공급 박스(72)는 배기 박스(74A, 74B) 사이에 있어서, 배기 박스(74A, 74B)와 이격하여 중앙에 배치된다. 공급 박스(72)의 전방면은, 반송실(6A, 6B)의 배면에 접하도록 배치된다. 최종 밸브 설치부(75A, 75B)는 처리로(4A, 4B)의 배면과 접하도록 설치된다. 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 측면이 접하는 부분은, 공급 박스(72)의 전방면 상측에 설치되어 있다. 최종 밸브 설치부(75A, 75B)와 공급 박스(72)의 겹치는 부분에 있어서, 공급 박스(72)로부터 최종 밸브 설치부(75A, 75B)에 복수의 배관이 배치된다. 컨트롤러 박스(76A, 76B)는 공급 박스(72)의 배면에 접하여 마련된다.The
이와 같은 구성에 있어서도, 도 5에서 설명된 것과 마찬가지로, 공급 박스(72)로부터 동일 가스를, 처리 모듈(3A)의 밸브(40a) 및 배관(10Aa)을 통하여 처리 모듈(3A)의 노즐(44a)에 공급하는 경우와, 처리 모듈(3B)의 밸브(40a) 및 배관(10Ba)을 통하여 처리 모듈(3B)의 노즐(44a)에 공급하는 경우를, 동일한 도달 시간으로 할 수 있다.Also in this configuration, as described in FIG. 5, the same gas from the
(변형예 2)(Modification 2)
도 10은, 변형예 2에 관한 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 상면도이다. 도 10이 도 9와 상이한 점은, 컨트롤러 박스(76A, 76B)가 배기 박스(74A, 74B)의 배면에 마련된 점과, 공급 박스(72)가 플로어 전체면에 마련된 점이다. 다른 구성은, 도 10과 동일하다. 또한, 공급 박스(72)로부터 최종 밸브 설치부(75A, 75B)로 복수의 배관은, 사각형의 점선 BB로 나타내는 위치에 배치할 수 있다.10 is a top view schematically showing an example of a substrate processing apparatus according to Modification Example 2. FIG. 10 differs from FIG. 9 in that the
이와 같은 구성에 있어서도, 도 5에서 설명된 것과 마찬가지로, 공급 박스(72)로부터 동일 가스를, 처리 모듈(3A)의 밸브(40a) 및 배관(10Aa)을 통하여 처리 모듈(3A)의 노즐(44a)에 공급하는 경우와, 처리 모듈(3B)의 밸브(40a) 및 배관(10Ba)을 통하여 처리 모듈(3B)의 노즐(44a)에 공급하는 경우를, 동일한 도달 시간으로 할 수 있다.Also in this configuration, as described in FIG. 5, the same gas from the
(변형예 3)(Modification 3)
도 11은, 변형예 3에 관한 가스 공급계를 나타내는 도면이다.11 is a view showing a gas supply system according to Modification Example 3.
도 11에는, 예시적으로, 질소 가스(N2), 암모니아 가스(NH3), HCDS 가스 및 클리닝 가스(GCL)를 공급하는 가스 공급계(34)에 대해 설명한다. 또한, 최종 밸브 설치부(75A)의 구성과 최종 밸브 설치부(75B)의 구성은 동일하며, 최종 밸브 설치부(75B)의 구성의 기재는 생략한다.In FIG. 11, the
HCDS 가스는, 밸브(42a), MFC(38a), 밸브(41a), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40a)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44a)에 공급 가능하게 되어 있다.HCDS gas is supplied to the
암모니아 가스(NH3)는 밸브(42b), MFC(38b), 밸브(41b), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40b)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44b)에 공급 가능하게 되어 있다. 암모니아 가스(NH3)는 또한, 밸브(41b2), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40f)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44c)에도 공급 가능하게 되어 있다.Ammonia gas (NH 3 ) is a
질소 가스(N2)는 밸브(42d), MFC(38c), 밸브(41c), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40c)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44a)에 공급 가능하게 되어 있다. 또한, 질소 가스(N2)는 밸브(42d), MFC(38d), 밸브(41d), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40d)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44b)에도 공급 가능하게 되어 있다. 또한, 질소 가스(N2)는 밸브(42d), MFC(38f), 밸브(41f), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40f)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 노즐(44c)에도 공급 가능하게 되어 있다.Nitrogen gas (N 2 ) is the
클리닝 가스 GCL은, 밸브(42g), MFC(38g), 밸브(41g), 최종 밸브 설치부(75A, 75B)의 밸브(40g, 40g2, 40g3)를 통하여, 반응관(10A, 10B)의 전체 노즐(44a, 40b, 40c)로 공급 가능하게 되어 있다.The cleaning gas GCL is the entirety of the
또한, MFC(38c)의 하류의 밸브(41a2), MFC(38b)의 하류의 41b3, MFC(38b)의 하류의 밸브(41g2)는 배기계 ES로 접속되어 있다.Moreover, the valve 41a2 downstream of the
도 11에 도시된 바와 같이, 가스 공급계(34)의 하류측의 분배 배관인 복수의 가스관(35)은 최종 밸브 설치부(75A)에 접속되는 복수의 가스 분배관(35A)과, 최종 밸브 설치부(75B)에 접속되는 복수의 가스관(35B)으로 분기된다. 분기 후의 복수의 가스 분배관(35A)과 복수의 가스관(35B)은 서로 동등한 길이를 갖는다. 복수의 가스관(35)에는, 적절히, 히터, 필터, 체크 밸브(역지 밸브), 버퍼 탱크 등이 마련될 수 있다.As shown in FIG. 11, the plurality of
처리 모듈(3A)의 파이널 밸브군인 밸브(40a 내지 40d, 40f, 40g, 40g2, 40g3)는 처리 모듈(3A)의 반응관(10A)이 갖는 세개의 노즐(인젝터라고도 함)(44a, 44b, 44c)의 앞에 마련되고, 인젝터로의 가스 공급을 컨트롤러(100)에 의해 직접적으로 조작하는 것이 가능하다. 도 11의 파이널 밸브군(밸브(40a 내지 40d, 40f, 40g, 40g2, 40g3))은 하나의 인젝터(44a, 44b, 44c)에 대해, 복수의 가스를 동시에(즉 혼합하여) 공급할 수 있다. 또한, 하나의 분배 배관으로부터의 클리닝 가스 GCL은, 모든 인젝터(44a, 44b, 44c)에 공급할 수 있도록 구성된다. 처리 모듈(3B)의 파이널 밸브군인 밸브(40a 내지 40d, 40f, 40g, 40g2, 40g3)는 처리 모듈(3A)의 파이널 밸브군(밸브(40a 내지 40d, 40f, 40g, 40g2, 40g3))과 동일한 구성을 갖는다.The
본 실시 형태에 따르면, 이하에 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.According to this embodiment, one or more effects can be obtained below.
1) 복수의 처리 모듈(3A, 3B)간에 있어서, 생성된 막의 품질을 동등하게 할 수 있다.1) Between the plurality of
2) 복수의 처리 모듈(3A, 3B)간에 있어서, 열 이력을 동등하게 할 수 있다.2) Between the plurality of
3) 복수의 처리 모듈(3A, 3B)에 대해, 공통된 공급 박스를 마련하고, 공급 박스로부터 최종 밸브까지의 가스관을 공유하므로, 기판 처리 장치의 공간 절약화가 가능하다.3) A common supply box is provided for the plurality of
4) 상기 3)에 의해, 기판 처리 장치를 필요로 하는 풋프린트가 저하되고, 필요한 생산량에 비해, 클린 룸의 사용 면적을 억제하는 것이 가능해지고, 경제성에 있어서 매우 유리하다.4) By 3), the footprint required for the substrate processing apparatus is reduced, and compared to the required production amount, it is possible to suppress the use area of the clean room, which is very economical.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 원료 가스로서 HCDS 가스를 사용하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 원료 가스로서는, HCDS 가스 외에도, DCS(Si2H4Cl6: 디클로로디실란) 가스, MCS(SiH3Cl: 모노클로로실란) 가스, TCS(SiHCl3: 트리클로로실란) 가스 등의 무기계 할로실란 원료 가스나, 3DMAS(Si[N(CH3)2]3H: 트리스디메틸아미노실란) 가스, BTBAS(SiH2[NH(C4H9)]2: 비스tert-부틸아미노실란) 가스 등의 할로겐기 비함유의 아미노계(아민계)실란 원료 가스나, MS(SiH4: 모노실란) 가스, DS(Si2H6: 디실란) 가스 등의 할로겐기 비함유의 무기계 실란 원료 가스를 사용할 수 있다.For example, in the above-described embodiment, an example in which HCDS gas is used as a raw material gas has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, as the raw material gas, in addition to HCDS gas, DCS (Si 2 H 4 Cl 6 : dichlorodisilane) gas, MCS (SiH 3 Cl: monochlorosilane) gas, TCS (SiHCl 3 : trichlorosilane) gas, etc. Of inorganic halosilane raw material gas, 3DMAS (Si [N (CH 3 ) 2 ] 3 H: trisdimethylaminosilane) gas, BTBAS (SiH 2 [NH (C 4 H 9 )] 2 : bistert-butylaminosilane ) Non-halogen-containing inorganic silanes such as halogen-free amino or amine-based gas such as gas, MS (SiH 4 : monosilane) gas, DS (Si 2 H 6 : disilane) gas, etc. Raw gas can be used.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, SiN막을 형성하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이들 외에도, 또는, 이들 이외에도, 암모니아(NH3) 가스 등의 질소(N) 함유 가스(질화 가스), 프로필렌(C3H6) 가스 등의 탄소(C) 함유 가스, 삼염화붕소(BCl3) 가스 등의 붕소(B) 함유 가스 등을 사용하여, SiO2막, SiON막, SiOCN막, SiOC막, SiCN막, SiBN막, SiBCN막 등을 형성할 수 있다. 이들 성막을 행하는 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건에서 성막을 행할 수 있고, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.For example, in the above-described embodiment, an example of forming a SiN film has been described. However, the present invention is not limited to this aspect. For example, in addition to these, or in addition to these, nitrogen (N) -containing gas such as ammonia (NH 3 ) gas (nitride gas), carbon (C) containing gas such as propylene (C 3 H 6 ) gas, boron trichloride Using a boron (B) -containing gas such as (BCl 3 ) gas or the like, an SiO 2 film, a SiON film, a SiOCN film, a SiOC film, a SiCN film, a SiBN film, or a SiBCN film can be formed. Even in the case of performing these film formations, film formation can be performed under the same processing conditions as the above-described embodiments, and the same effects as in the above-described embodiments can be obtained.
상술한 실시 형태에서는, 웨이퍼 W 위에 막을 퇴적시키는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 양태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼 W나 웨이퍼 W 위에 형성된 막 등에 대해, 산화 처리, 확산 처리, 어닐 처리, 에칭 처리 등의 처리를 행하는 경우에도, 적합하게 적용 가능하다.In the above-described embodiment, an example of depositing a film on the wafer W has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, it is applicable suitably even when a process such as oxidation treatment, diffusion treatment, annealing treatment, etching treatment is performed on the wafer W or the film formed on the wafer W.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능함은 물론이다.In the above, although the invention made by the present inventors has been specifically described based on examples, the invention is not limited to the above embodiments and examples, and can be variously changed.
예를 들어, 하나의 가스 공급 장치에 대해 셋 이상의 다중 처리 모듈 반응 실을 배치하고, 같은 길이의 공급관을 통해 가스를 공급하도록 구성할 수 있다. 또한, 당업자라면 사용하는 가스의 전부가 아니라 일부(예를 들어 Si 원료 가스)가 공통되는 두 동일한 시간의 레시피를 소정의 시차로 병렬로 실행하는 장치에도 쉽게 적용할 수 있다.For example, three or more multi-processing module reaction chambers may be arranged for one gas supply device and configured to supply gas through a supply pipe having the same length. In addition, a person skilled in the art can easily apply to a device that executes two identical recipes of the same time at a predetermined time difference in parallel, not all of the gas used, but a part (for example, Si raw material gas).
3: 처리 모듈
4: 반응관
72: 공급 박스
74: 배기 박스
76: 컨트롤러 박스
100: 컨트롤러3: Processing module
4: reaction tube
72: supply box
74: exhaust box
76: controller box
100: controller
Claims (10)
상기 제1 처리실에 인접하여 배치되어, 세로 방향으로 배치된 복수의 기판을 처리하는 제2 처리실을 갖는 제2 처리 모듈과,
상기 제1 처리실 내를 배기하는 제1 배기계가 수납된 제1 배기 박스와,
상기 제2 처리실 내를 배기하는 제2 배기계가 수납된 제2 배기 박스와,
상기 제1 및 제2 처리실 내에 공급하는 복수의 처리 가스의 유로 또는 유량 중 적어도 한쪽을 제어하는 공통 공급 박스와,
상기 공통 공급 박스로부터의 가스관을, 상기 제1 처리실로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제1 밸브군과,
상기 공통 공급 박스로부터의 가스관을, 상기 제2 처리실로, 연통 상태를 제어 가능하게 접속하는 제2 밸브군을 포함하고,
상기 제1 및 제2 처리 모듈에 있어서, 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스를 반복하는 처리를, 시간을 어긋나게 하여 병행하여 행하고,
상기 어긋남 시간은, 상기 복수의 처리 가스 중 특정한 가스의 공급 타이밍이, 먼저 처리를 개시한 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 한쪽의 가스 공급 시퀀스와 겹치지 않도록, 나중에 처리를 개시하는 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 다른 쪽의 가스 공급 시퀀스를 늦추는 방법에 의해 결정되는, 기판 처리 장치.A first processing module having a first processing chamber for processing a plurality of substrates arranged in the vertical direction,
A second processing module disposed adjacent to the first processing chamber and having a second processing chamber for processing a plurality of substrates arranged in a vertical direction;
A first exhaust box containing a first exhaust system for exhausting the inside of the first processing chamber;
A second exhaust box containing a second exhaust system for exhausting the inside of the second processing chamber;
A common supply box for controlling at least one of a flow path or a flow rate of a plurality of process gases supplied to the first and second processing chambers;
A first valve group that connects a gas pipe from the common supply box to the first processing chamber so that a communication state can be controlled;
And a second valve group connecting the gas pipe from the common supply box to the second processing chamber so that the communication state can be controlled.
In the first and second processing modules, in order to produce the same film, a process of repeating a substantially same gas supply sequence is performed in parallel with shifting time,
The shift time is such that the first and later processing starts so that the supply timing of a specific gas among the plurality of processing gases does not overlap with the gas supply sequence of one of the first and second processing modules that first started processing. The substrate processing apparatus is determined by a method of slowing down the gas supply sequence of the other side of the second processing module.
상기 제1 및 제2 처리 모듈이 인접하는 면을 기준으로 하여, 상기 제1 및 제2 처리 모듈, 상기 제1 및 제2 배기 박스, 상기 제1 및 제2 밸브군 각각이, 서로 면 대칭으로 구성되고, 또한, 배치되며,
상기 제1 밸브군과 상기 제1 처리 모듈의 사이의 복수의 가스 분배관의 길이는, 상기 제2 밸브군과 상기 제2 처리 모듈의 사이의 대응하는 가스 분배관의 길이와 동등한, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The first and second processing modules, the first and second exhaust boxes, and the first and second valve groups are respectively symmetrical to each other based on surfaces adjacent to the first and second processing modules. Is composed, and is also arranged,
The length of the plurality of gas distribution pipes between the first valve group and the first processing module is equal to the length of the corresponding gas distribution pipe between the second valve group and the second processing module. .
상기 복수의 처리 가스는, 3종류의 원료 가스를 포함하고,
상기 가스 공급 시퀀스는, 하나의 처리실에 대해, 상기 3종류의 원료 가스를, 시간적인 간격을 두고 주기적으로 공급하는 것이며,
상기 가스 공급 시퀀스를, 상기 제1 및 제2 처리 모듈에 있어서 병행하여 행하는 동안, 상기 3종류의 원료 가스 각각은, 상기 제1 및 제2 처리실의 어느 쪽에도 공급되지 않는 타이밍이 존재하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The plurality of process gases includes three types of source gases,
The gas supply sequence is to periodically supply the three kinds of raw material gases to a processing chamber at a time interval,
While performing the gas supply sequence in parallel in the first and second processing modules, there is a timing in which each of the three types of raw material gases is supplied with timing that is not supplied to either of the first and second processing chambers. Device.
상기 제2 처리 모듈, 상기 제2 배기 박스 및 상기 제2 밸브군을 제어하는 제2 프로세스 제어기를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 프로세스 제어기는, 각각이 제어하는 상기 제1 및 상기 제2 밸브군의 유통 상태를 실질적으로 나타내는 정보를, 다른 프로세스 제어기로 전달하고, 상기 제1 및 상기 제2 밸브군에서 동일한 가스의 밸브 동시 공급을 금지하고 있는 동안을 제외하고, 상기 제1 및 상기 제2 처리 모듈은, 비동기로 운용되는, 기판 처리 장치.According to claim 2, A first process controller for controlling the first processing module, the first exhaust box and the first valve group,
Further comprising a second process controller for controlling the second processing module, the second exhaust box and the second valve group,
The first and second process controllers transmit information substantially indicating flow states of the first and second valve groups, which are respectively controlled, to other process controllers, and in the first and second valve groups The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the first and the second processing modules are operated asynchronously, while the simultaneous supply of valves of the same gas is prohibited.
상기 복수의 처리 가스는, 3종류의 원료 가스를 포함하고,
상기 가스 공급 시퀀스는, 하나의 처리실에 대해, 상기 3종류의 원료 가스를, 시간적인 간격을 두고 주기적으로 공급하는 것이며,
상기 가스 공급 시퀀스는, 적어도 상기 시간적인 간격의 동안, 제1 또는 제2 배기계에 의한 배기가 행해지는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The plurality of process gases includes three types of source gases,
The gas supply sequence is to periodically supply the three kinds of raw material gases to a processing chamber at a time interval,
The gas supply sequence, at least during the time interval, the substrate processing apparatus is exhausted by the first or second exhaust system.
상기 배기는, 제1 또는 제2 배기계에 의한 배기가 행해지는 배기 공정과, 배기 공정 후에 퍼지 가스를 흘리면서 제1 또는 제2 배기계에 의한 배기를 행하는 퍼지 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The exhaust includes an exhaust process in which exhaust by the first or second exhaust system is performed, and a purge process in which exhaust is performed by the first or second exhaust system while flowing purge gas after the exhaust process.
상기 어긋남 시간은, 상기 가스 공급 시퀀스에 있어서, 상기 3종류의 원료 가스 중 공급 시간이 가장 긴 원료 가스의 공급 시간과 동일 시간인, 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The said shift | offset | difference time is a board | substrate processing apparatus in the said gas supply sequence, the supply time of which is the longest supply time among the three types of raw material gases.
상기 어긋남 시간은, 상기 3종류의 원료 가스에 포함되는 제1 가스와 제2 가스의 배기 타이밍이, 제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈 사이에서 겹치지 않도록 하는 룰에 기초하여, 더 제한되는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The shift time is further limited based on the rule that the timings of exhausting the first gas and the second gas contained in the three types of raw gas gas do not overlap between the first processing module and the second processing module. Device.
상기 어긋남 시간은, 상기 3종류의 원료 가스에 포함되는 제1 가스의 퍼지 공정의 종료와, 제2 가스의 배기 공정이, 제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈의 사이에서 겹치지 않도록 하는 룰에 기초하여, 더 제한되는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The misalignment time is based on a rule that the end of the purge process of the first gas contained in the three types of source gas and the exhaust process of the second gas do not overlap between the first processing module and the second processing module. Thus, the substrate processing apparatus is further limited.
상기 제1 및 제2 처리 모듈에 있어서, 동일한 막을 생성시키기 위하여, 실질적으로 동일한 가스 공급 시퀀스를 반복하는 처리를, 시간을 어긋나게 하여 병행하여 행하는 공정을 포함하고,
상기 어긋남 시간은, 상기 복수의 처리 가스 중 특정한 가스의 공급 타이밍이, 먼저 처리를 개시한 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 한쪽의 가스 공급 시퀀스와 겹치지 않도록, 나중에 처리를 개시하는 상기 제1 및 제2 처리 모듈의 다른 쪽의 가스 공급 시퀀스를 늦추는 방법에 의해 결정되는, 반도체 장치의 제조 방법.A first processing module having a first processing chamber for processing a plurality of substrates arranged in the vertical direction, and a second processing chamber disposed adjacent to the first processing chamber and processing a plurality of substrates arranged in the vertical direction. A first exhaust box containing a processing module, a first exhaust system for exhausting the interior of the first processing chamber, a second exhaust box containing a second exhaust system for exhausting the interior of the second processing chamber, and the first and second A first valve group that connects a common supply box for controlling at least one of a flow path or a flow rate of a plurality of process gases supplied into the processing chamber, and a gas pipe from the common supply box to the first processing chamber so that a communication state can be controlled. And a second valve group for controlably connecting a gas pipe from the common supply box to the second processing chamber in a communication state, the first processing chamber and the second processing of the substrate processing apparatus. A step of, respectively, carry a plurality of substrates arranged in a vertical direction;
In the said 1st and 2nd processing module, the process which repeats substantially the same gas supply sequence in order to produce the same film | membrane is carried out in parallel with the time shifted,
The shift time is such that the first and later processing starts so that the supply timing of a specific gas among the plurality of processing gases does not overlap with the gas supply sequence of one of the first and second processing modules that first started processing. A method of manufacturing a semiconductor device, which is determined by a method of slowing down the gas supply sequence of the other side of the second processing module.
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